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Escuela Politécnica del Ejército Carrera de Ingeniería Electrónica Automatización y Control Proyecto de Grado para la obtención del título de Ingeniería.

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Presentación del tema: "Escuela Politécnica del Ejército Carrera de Ingeniería Electrónica Automatización y Control Proyecto de Grado para la obtención del título de Ingeniería."— Transcripción de la presentación:

1 Escuela Politécnica del Ejército Carrera de Ingeniería Electrónica Automatización y Control Proyecto de Grado para la obtención del título de Ingeniería Estudio de prefactibilidad para la provisión de energía eléctrica, sistemas redundantes y sistemas de protección para el Proyecto de control y Vigilancia por Radares para la Reserva Marina de Galápagos Damián Betancourt Garcés 17 de Julio de 2012

2 Componentes Santa Cruz San Cristóbal Isabela

3 Estación Radar Isabela LatitudLongitudAltura Muelle Cabotaj e 0º5744 S 90º5733.8O 2.9 msnm

4 Situación Actual Transformador 75kVA Monofásico 7620/110/220 Analizador de redes: 13-19/04/2012, 10/7 Demanda máxima: 65kVA = 86%

5 Estación Radar San Cristóbal LatitudLongitudAltura Cantera Piedra 0º5451 S 89º3645O 70.6 msnm

6 Situación Actual No existe energía eléctrica Línea de MT cercana Trifásica,13.2kV Línea MT 13.2kV Estación Radar

7 Línea MT Trifásica, 13.2kV Subterránea, 285m Transformador 30kVA Padmounted, 3F -Y Conductor Cu, XLPE, #2AWG 15kV Línea MT aérea Trafo 30kVA, 3F Línea MT Subterránea

8 Estación Radar Sta. Cruz LatitudLongitudAltura Hab 9 0º4421 S 90º1824O 15.7 msnm

9 Situación Actual Transformador 25kVA Monofásico 7970/110/220 Analizador de redes: 08-14/06/2012, 10/7 Demanda máxima: 6.9kVA = 28%

10 Demanda Estaciones Radar Conductor de acometida Caída de tensión 2.5% Cu, TTU, #8AWG Isabela, Santa Cruz: monofásica 3H, 110/220 San Cristóbal: trifásica 4H, 110/220 Demanda máxima P1Carga DC165.40W P2Carga AC94W P3 Potencia nominal Inversor 300W P4P3/Eficiencia η (0.87)344.83W P5Cargador/Fuente P1+P W P6P5 + 50%765.34W P7P6/η (0.7) W P8Carga Caseta1110W P9Carga AC + 50% W P10Demanda máxima VA

11 Sistema Redundante Cargador/Fuente 85A, 12VDC Alimentación 120VAC, 50/60Hz Inversor DC-AC 300W, 110VAC Baterías VRLA 7u, 12VDC 180Ah (10h)

12 Estación Radar Isabela Acometida BT Cargador/ Fuente CasetaCaseta A/C, baliza, alumbrado Banco de Baterías Equipos DC InversorInversor Equipos AC

13 Estación Radar San Cristobal Acometida BT Cargador/ Fuente CasetaCaseta A/C, baliza, alumbrado Banco de Baterías Equipos DC InversorInversor Equipos AC Acometida MT

14 Estación Radar Sta. Cruz Acometida BT Cargador/ Fuente CasetaCaseta A/C, baliza, alumbrado Banco de Baterías Equipos DC InversorInversor Equipos AC

15 Sistema de Protección ElementoVoltaje Potencia W Corriente A Capacidad Termomagnétic o Cargador/Fuente110 Vac A Baliza Torre Radar110 Vac A Iluminación110 Vac A Toma Corriente Auxiliar110 Vac A Toma Corriente Exterior110 Vac Aire Acondicionado110 Vac A Banco de Baterías12 Vdc-85100A Equipos DC12 Vdc A Inversor (Equipos AC)12 Vdc A

16 Protecciones MT

17 Sistema de Protección Estación Corriente Acometida Capacidad Termomagnético Isabela, Santa Cruz16.33ABipolar, 20A San Cristóbal9.98ATripolar, 10A Linea MT1.31AFusible tipo K, 2A

18 Estación Cerro Crocker LatitudLongitudAltura Crocker 0º3833 S 90º1933O msnm

19 Situación Actual No existe posibilidad de conexión eléctrica

20 Demanda Estación Crocker Energía solar: Eólica 61% Fotovoltaica 39% Demanda máxima P1Carga AC90W P2Carga Caseta138W P4(P1+P2) + 25%285W P5 Potencia Nominal Inversor 300W P6P5/η (0.87)344.83W Energía E1P1*24h2160 Wh/día E2P2*12h1656 Wh/día E3(E1+E2)+50%5724 Wh/día E4E3/η (0.87) Wh/día

21 Estación Crocker Generador Eólico Viento efectivo 8h/día, 7- 8 m/s, E, S/E P real (m/s) = 500W Sistema Fotovoltaico 4.39 kWh/m2/día 6 módulos fv óptimo = 15º Generador Eólico ModeloZonhan ZH750W Potencia Nominal750W Tensión DC Nominal24V Diámetro rotor2.7m Módulo Fotovoltaico ModeloLorentz LC175-24M Potencia Pico175W Tensión DC Nominal24V Diámetro rotor1580x808x35 mm Corriente pico5A Corriente cc5.4A

22 Estación Crocker Sistema Fotovoltaico Energía FV requerida, E Wh/día Tensión DC del sistema, V 24V Corriente pico del sist. fv29.38A Arreglo módulos6x1 Corriente pico del sistema fv (A picoFV ), cantidad de corriente requerida en el mes de peor radiación solar, bajo condiciones nominales

23 Estación Crocker Controlador Eólico FV ModeloZonhan FKJ-B Potencia eólica1 kW Potencia fotovoltaica2 kW Configuración baterías24VDC Condiciones Op.10-40ºC, 90% Baterías de acumulación TipoVRLA Capacidad nominal180 Ah Tensión DC nominal12 V Profundidad descarga, Pd 60% Número de baterías24

24 Estación Crocker Sistema Acumulación Energía Total, E Wh/día Tensión DC del sistema, V24 V Días de autonomía, Da4 días Capacidad banco baterías, Cap bb Ah Arreglo baterías12x2

25 Sistema de Protección ElementoVoltaje Potencia W Corriente A Capacidad Termomagnétic o Equipos AC110 Vac A Iluminación110 Vac A Toma Corriente Auxiliar110 Vac A Módulos FV24 Vdc A Generador Eólico24 Vdc A Banco de Baterías24 Vdc A Inversor DC-AC24 Vdc A

26 Estación Cerro Crocker Controlador Eólico FV Controlador Banco de Baterías InversorInversor Equipos AC Turbina eólica Arreglo Fotovoltaic o

27 Puesta a Tierra Sistema de Protección contra Rayo IEC % 10kA LPL III R<10Ω Puesta a tierra IEEE Std. 80, 81, 141, 142 Mejoramiento de suelo PATSPRPATSPR PATEquiposPATEquiposPAT Transformad or PAT

28 Puesta a Tierra Voltaje de Paso Voltaje de Contacto

29 Ec. Voltajes Tolerable s 70kgVoltajes 70kg VoltajesRealesVoltajesReales

30 SPR Esfera rodante: r=42m Radio de protección h=24m: 24.60m Superficie superior

31 SPR Esfera rodante r=42m Radio de protección h=12m:17.34m Superficie superior

32 SPR Dispositivo Captador S=200mm2 Electrodo PAT anillo conductor Cu Suelo rocoso poco profundo Mejoramiento de Suelo R=6.40Ω

33 PAT Caseta Malla de Cu Suelda exotérmica Electrodo L=1.8m Lx mínimo=3.6m h profundidad = 2m R=12.82Ω Copperweld vs. Grafito

34 PAT Transformador Malla de Cu Suelda exotérmica Electrodo L=1.8m Lx mínimo=3.6m h profundidad = 2m R=12.82Ω Copperweld vs. Grafito

35 Análisis de Costos Análisis por Precio Unitario Cantidad de obra P.U. c/rubro Presupuesto de materiales, maquinaria y herramienta, mano de obra, costos indirectos Rubro(u) AMaterialesCantidadP.U.S.T. BMaq & HerHr$/HrS.T. CMano OHr$/HrS.T. Costos Directos A+B+C Precio Unitario CD+CI

36 Presupuesto Presupuesto Total Materiales$ Maq & Herr$ Mano Obra$ Costos Directos$ Costos Indirectos 30%$ Costo Total CD+CI$

37 Costos Indirectos %CD Dirección de obra8% Administrativos1% Locales provisionales1% Vehículos3% Servicios Públicos1% Garantías y Seguros5% Prevención de Accidentes 1% Utilidad10% CI30%

38 Inversión Mes 1Mes 2Mes 3Mes 4 I. Mensual$ $ $ $ % I. Mensual55%21%20%4% I. Acumulada$ $ $ % I. Acumulada 55%76%96%100%

39 Mantenimiento Componente Vida útil Cantidad/ 10 años Valor Costo/ 10 años Baterías 10 años 45.00$ $ Cargador/Fuente 10 años 3.00$ $ Controlador5 años2.00$ $ Generador eólico 10 años 1.00$ Inversores 10 años 4.00$ $ Módulos FV 10 años 6.00$ $ Mantenimiento PAT 5 años2.00$ $ Costo mantenimiento cada 10 años$

40 Análisis de Costos Proyecto de Control & Vigilancia por Radares para la RMG $ USD RMG km Hab, Visitantes Consumo Total 11 kVA

41 Análisis de Costos $ $/Ha b $/Visita nte $/km²W/km² Proyecto $ $ $ 2.82 $ Component e $ $ 9.38 $ 1.10 $ 1.34


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